无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用

无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用

于林

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摘要：结合地形测量工作的特点可知，通过运用无人机航空摄影测量技术，可以明显提高测量工作效率，帮助测量人员在短时间内获取更多更准确的数据信息，从而为城市规划与各项基础设施建设提供精确数据。为了确保此项测量技术得到良好运用，本文深入探讨无人机航空摄影测量技术在地形测量过程中的运用要点。

关键词：无人机；航空摄影技术；地形测量

1 前言

从技术体系角度来讲，无人机航空数字测量技术是建立在无人机的基础上，与航空摄影测量技术体系共同构建的融合性技术方案，能够结合当前的测绘工作需求，打造智能化的测绘技术。在当前的国土监察、工程测绘、应急灾害处理等领域，都有较广泛的应用。从应用优势角度来讲，无人机航空数字测量技术具有较强的响应能力，在数据获取以及分析的过程中有着较高的精准度，同时灵活性以及机动性较强，经济效益较高。

从实际应用的角度来讲，由于无人机体型较小、自重较轻，可以有效应对人员无法进入的部分环境，从而提升数字测绘的有效性，进一步拓展工程测绘的范围和内容。除此之外，无人机携带的数字设备具有较强的抗干扰能力，能够有效应对多种不良环境，在恶劣环境下依旧有较高的测绘精准度。当前，无人机航空数字测量技术建立在信息技术全面发展的基础上，其技术体系已经逐步丰富，能够有效应对不同的测绘任务，具有较强的应用效率，且发展空间较为广阔。

2 无人机航空摄影测量技术特点分析

1）应用无人机航空摄影测量技术可以为测量人员提供正确的地理信息数据。无人机进行航拍测量受外部环境因素影响比较小，可以快速传输各项地理数据信息，使地形测绘数据更具时效性。同时，测量人员可以全面利用各项图像，实现数据的三维转化，为后续的三维建模提供可靠依据。

2）应用此项测量技术可以减轻测量人员的工作强度与压力。采用无人机测量方式时，测量人员通过合理控制无人机，让无人机在垂直或倾斜状态下进行摄影，能够显著减少工作人员的压力。同时，测量人员还要合理设定无人机的飞行路线，针对各项数据进行有效分析与控制，如果工况比较差，可以暂停飞行，待工况符合飞行条件后，方可开展后续的地形测绘工作[1]。

3 在地形测绘工作中的具体应用

3.1 案例概况

本文主要以某项目为例，该项目所在地区地形地貌比较复杂，年平均温度为2.3℃，根据该地区1:500大比例尺地形图航测要求，采取无人机航拍测量技术，可以显著提升各项测量数据的精确性。

3.2 航空摄影

由于考虑到测区范围内的地形起伏变化较大、气候存在不稳定性的特点，在此次测量过程中，通过采取无人机航空摄影测量技术，获取更为精确的测量信息数据。本次测量运用CW-10无人机，采取GPS方式，测量人员可以获得准确的外方位元素，从而顺利完成建模工作。

运用此类型无人机可以帮助测量人员获得两套准确的数据，同时相机成像质量更好，三维效果更佳[2]。为了进一步提升航空测量数据的精确性，有效降低项目测量成本，在执行任务过程中，测量人员决定分成6个不同架次进行拍摄，并制定出5条航线，每个航飞面积不超过1.2km 2。为了确保地形测量数据精度符合规定要求，将航摄时间定为正午前后两小时，航向与旁向重叠率达到75%，且航飞范围覆盖超出边界至少100m。在该测区内部拍摄500多张无遮挡的图片，图片色彩较清晰，无明显的反差现象。

3.3 控制测量要点

测量人员需要在具体的测量工作中科学布设像控点，综合考虑该测区的地形条件与外部环境条件，将测区划分成不同的网区。同时，需要在各个测区内部布设平高控制点，确定好标准点的具体位置，以减少错误测量数据的发生，进一步提升相片质量。

在地形测量工作中，为了减小外界因素对最终测量数据产生负面影响，测量人员不但要加强像控点布设，而且要根据测区内部的实际状况合理确定高程控制点的具体位置，从而提高相片质量，减少错误测量数据[3]。

3.4 三角测量要点

所谓三角测量，主要是指运用合理的数据处理系统，针对既有的各项测量数据进行综合处理，该数据处理系统在运行过程中，要减少人为干预带来的影响，在规定时间内顺利完成定向工作。通过合理建设区域网，将多个模型稳定连接，可以确保最终的数据信息得到更好的处理。

与传统的数据处理软件相比，应用此种软件处理数据能够明显提升处理速度，而且精度更高，可以更好地满足地形测绘要求，确保最终的各项数据更真实有效。在实际操作期间，测绘人员要根据软件系统运行状态，科学选择各项参数，并运用区域网平差优化技术，对三角测量数据成果进行检测[4]。

3.5 采集数据

在此次地形测量工作中，测量人员通过运用无人机航拍摄影测量技术，实现了各项数据的快速采集。为更好地提升数据采集的准确性，确保各项数据可以精确地反映出该地区的真实情况，测量人员可以采用Map Matrix测量系统对数据进行采集。在测量数据采集环节，通过建立三维模型实现全要素采集目标。

此外，在处理各项数据的过程中，测量人员还要根据三维立体模型所反映的各项数据，综合运用数字正射影像制作相应的产品，确保各项数据得到良好的利用。

3.6 外业测量要点

和常规的测量技术相比较，无人机航拍测量技术工作效率较高，但是，受外部地形条件与气候环境的影响，设备无法实现全面数据采集，需要测量人员进行外业补测，并对最终的测绘结果进行有效检验。因为该测区地形较为复杂，在测量工作中受外部环境影响较大，故测量人员针对部分隐蔽区域要采用全站仪设站进行补测，利用激光测距仪或钢尺用交会法进行量测，进一步提高测量数据的完整性和精度[5]。

为了合理确定具体的补测区域，测量人员需要结合之前的信息图，找到问题区域所在位置，并采用先进的补测技术，提升各项测量数据的合理性与规范性。在数据修正的过程中，主要以内业测图为核心，对各项内业数据进行校验，保证各项测量数据与地理信息更加精确。

3.7 注意事项

1）结合测区所在地区的实际状况，在航空摄影测量过程中，测量人员需要对最终的数据进行校正，同时，为了防止出现数字化相片边缘变形现象，测量人员在实际测量工作中要对数字影像进行科学校正，对各项航拍设备进行全方位的检查。通过对航拍摄影设备进行科学检验，能够避免出现影像变形现象，确保最终的航拍测量数据更为精确。

2）结合测区的实际情况，采取自动化操作模式，利用先进的信息系统，对各个定向点进行合理分配，在满足测区测量精度要求的同时，减少错误测量数据的输出。为了全面提升测图质量，工作人员需要对加密数据进行归档处理，并及时进行存储，防止出现数据遗漏现象。

3）通过认真分析测区各项测量数据结果以及数字正射影像图，判断该测区总体质量较好，经过专业评判人员评定后，各项数据均合格，能够提供给相关单位使用。

4 结语

综上所述，本文结合某测区的实际情况，全面介绍了无人机航空摄影测量技术在地形测量中的具体运用，并提出无人机航空摄影测量工作中的具体注意事项，可以显著提高摄影测量技术的精确性与规范性。

参考文献

[1] 解文武.无人机航空摄影测量在地形复杂地区勘测定界中的应用[J].北京测绘,2020,34(10):1408-1411.

[2] 苟彦梅,强德霞,吴凯诺.倾斜摄影测量技术在大场景古遗址保护工程中的应用[J].电子世界,2020(16):124-125.

[3] 齐效成.Phantom 4 Pro无人机倾斜摄影测量技术在规划勘测中的应用[J].北京测绘,2020,34(06):775-778.

[4] 姚艳丽.浅谈无人机航空摄影测量技术在河湖管理中的应用[J].科学技术创新,2020(25):175-176.

[5] 孙斌.基于无人机航空摄影测量技术的矿区地表变形监测外业数据采集[J].世界有色金属,2020(13):36-37.